邏輯分析儀和示波器的比較
在電子測試領域，示波器是最早的測試設備，起源于雷達掃描原理，對信號波形的采集和再現(xiàn)，源于傳統(tǒng)的模擬信號和模擬電路的測試基礎。隨著數(shù)字技術發(fā)展，對數(shù)字信號測試越來越重要，最早的數(shù)字信號測試，往往借著于示波器，后來出現(xiàn)了定時分析儀和狀態(tài)分析儀，從定時和狀態(tài)的角度分析和測試多路數(shù)字信號。由于當時的定時分析儀和狀態(tài)分析儀價格昂貴，兩者在市場上的概念很好，但影響不大，測試范圍很窄。隨著數(shù)字測試技術發(fā)展，融合數(shù)字定時和狀態(tài)分析的邏輯分析儀應用而生。
從誕生開始，邏輯分析儀往往給人三種印象：①價格昂貴，操作麻煩；②對使用者的要求較高；③與示波器功能大同小異，只是多增加了通道和部分時序功能。實質上現(xiàn)在邏輯分析儀和示波器既在融合，也在測試原理上發(fā)生了較大的差異；再加上IT技術發(fā)展，基于計算機接口技術和處理技術的采集式虛擬邏輯分析儀出現(xiàn)，邏輯分析儀已逐漸在降低成本，走入普通研究室，邏輯分析儀和示波器一樣已逐漸成為基本的測試工具。
邏輯分析儀是利用時鐘從測試設備上采集和顯示數(shù)字信號的儀器，最主要作用在于時序判定。由于邏輯分析儀不像示波器那樣有許多電壓等級，通常只顯示兩個電壓（邏輯1和0），因此設定了參考電壓后，邏輯分析儀將被測信號通過比較器進行判定，高于參考電壓者為High，低于參考電壓者為Low，在High與Low之間形成數(shù)字波形。例如：一個待測信號使用200MHz采樣率的邏輯分析儀，當參考電壓設定為1.5V時，在測量時邏輯分析儀就會平均每5ns采取一個點，超過1.5V者為High(邏輯1)，低于1.5V者為Low（邏輯0），而后的邏輯1和0可連接成一個簡單波形，工程師便可在此連續(xù)波形中找出異常錯誤（bug）之處。整體而言，邏輯分析儀測量被測信號時，并不會顯示出電壓值，只是High跟Low的差別；如果要測量電壓就一定需要使用示波器。除了電壓值的顯示不同外，邏輯分析儀與示波器的另一個差別在于通道數(shù)量。一般的示波器只有2個通道或4個通道，而邏輯分析儀可以擁有從16個通道、32個通道、64個通道和上百個通道數(shù)不等，因此邏輯分析儀具備同時進行多通道測試的優(yōu)勢。
根據(jù)硬件設備設計上的差異，目前市面上邏輯分析儀大致上可分為獨立式（或單機型）邏輯分析儀和需結合電腦的PC-based卡式虛擬邏輯分析儀。獨立式邏輯分析儀是將所有的測試軟件、運算管理元件以及整合在一臺儀器之中；卡式虛擬邏輯分析儀則需要搭配電腦一起使用，顯示屏也與主機分開。就整體規(guī)格而言，獨立式邏輯分析儀已發(fā)展到相當高標準的產品，例如采樣率可達8GHz、通道數(shù)可擴充到300個通道以上，存儲深度相對也高，獨立式邏輯分析儀以往價格昂貴，從幾萬到數(shù)十萬人民幣不等，一般用戶很少用得起。
北京海洋興業(yè)科技有限公司推出的OLA2032BTM 獨立臺式EasyDebugTM邏輯分析儀，不超過2萬元人民幣經濟性價格讓每個工程師都用得起。尤其在數(shù)字電路教學中，改變了以往老師為了降低成本使用虛擬邏輯分析儀進而產生的不直觀、麻煩等問題，在同一個價格上，我們可以把臺式獨立邏輯分析儀很輕松地拎起來。基于計算機接口的卡式虛擬邏輯分析儀，以較小的成本提供了相應的性能，但是卡式虛擬邏輯分析儀也有很大缺點，它需要配備電腦才能使用，尤其數(shù)字測試中，工程師往往會陷入一堆PCB板中，采用旋轉按鈕的儀器要比在屏幕上移動鼠標更加方便。技術的發(fā)展也逐漸把示波器和邏輯分析儀的功能融合在一起，成為混合式的儀器（MSO），也稱混合信號測試儀器。邏輯分析儀與示波器比較如下，這樣我們就會知道什么情況下用邏輯分析儀或示波器或示波器了。 表1 邏輯分析儀與示波器的比較
| 功 能 | 邏輯分析儀 | 示波器 |
| 檢測方法和范圍 | 利用時鐘脈沖采樣，顯示觸發(fā)前后邏輯狀態(tài) | 顯示觸發(fā)前后掃描時間設定范圍內波形 |
| 輸入通道 | 容易實現(xiàn)多通道（16或更多） | 很難實現(xiàn)多通道（最多4通道） |
| 觸發(fā)方式 | 多通道邏輯組合觸發(fā)，容易實現(xiàn)與系統(tǒng)動作同步觸發(fā)；可以進行多極按順序觸發(fā)；具有驅動時域儀器的能力 | 模擬方式觸發(fā)，高檔示波器具有數(shù)字方式觸發(fā)；根據(jù)特定輸入信號進行觸發(fā)，很難實現(xiàn)與系統(tǒng)動作同步觸發(fā)；不能實現(xiàn)多級順序觸發(fā) |
| 顯示方式 | 把輸入信號變換成邏輯電平后加以顯示；顯示方式多樣，有狀態(tài)、波形、圖形、助記符號等 | 原封不動地即時顯示輸入信號波形 |
資料來源：根據(jù)翟春林主編《業(yè)余邏輯分析儀》整理，2003年11月第1版，無線電技術出版社，香港。
微電子與IT技術二十多年來得到迅速發(fā)展，大型集成電路、超大型集成電路和微處理器得到廣泛的應用，尤其數(shù)字邏輯電路。當一個數(shù)字電路或系統(tǒng)所實現(xiàn)的邏輯功能和無故障電路及系統(tǒng)所實現(xiàn)的邏輯功能不同時，就表明這個電路或系統(tǒng)已出現(xiàn)故障。
數(shù)字電路或系統(tǒng)的故障一般可分為物理故障和邏輯故障。內部連線斷開或短接，電路元件不良等，都可以造成物理故障。數(shù)字電路及數(shù)字系統(tǒng)內部控制邏輯不正確，稱為邏輯故障。在這些故障中不隨時間改變的故障稱為固定性故障或永久故障，時隱時現(xiàn)的故障稱為間歇故障。數(shù)字電路及數(shù)字系統(tǒng)的故障診斷研究大部分局限于固定性的邏輯故障。為了做好故障檢測和故障定位，進而排除故障，確保數(shù)字電路及系統(tǒng)工作正常，就必須進行數(shù)字電路及數(shù)字系統(tǒng)測試，檢驗電路及系統(tǒng)工作狀況。
要診斷數(shù)字電路故障必須要借助專用儀器才能解決。邏輯分析儀就是其中一種最有用的儀器，其特點是它具有足夠的輸入通道、超前觀測能力、多種觸發(fā)方式、存儲能力、多功能顯示方式和比較功能等方方面面。
確定數(shù)字電路及系統(tǒng)中是否存在故障，進而判定故障的位置，為排除硬件和軟件故障，提高系統(tǒng)性能提供所需信息，確保電路及系統(tǒng)的可靠性——這類測試稱為數(shù)據(jù)域測試，有別于頻域測試、時域測試、調制域測試和統(tǒng)計域測試。
在數(shù)字電路或系統(tǒng)中的數(shù)字信號具有如下特點：①數(shù)字信號幾乎都是多位單元傳輸，并且用邏輯狀態(tài)0和1來表示每位單元信息特征，他與信號波形本身的形狀關系不大；②大部分數(shù)位信號是非周期性的，許多情況下僅發(fā)生一次；③數(shù)字信號按時序傳遞，各信號之間有預定的時序關系；④數(shù)字信號傳遞方式有串行和并行兩種形式；⑤數(shù)字信號頻率范圍寬；⑥數(shù)字信號為脈沖信號，各通道信號的前沿很陡，其頻譜分量十分豐富；⑦需要測試或檢查的錯誤往往混雜在正常的數(shù)據(jù)流中。為此對數(shù)據(jù)域測試提出了特殊要求：①應具備多通道同時測試能力和具有自動跟蹤數(shù)據(jù)流能力；②要用特殊的觸發(fā)工作方式來捕獲感興趣的數(shù)字信息；③測試結果要用多蹤顯示方式顯示出來，等等；這樣就出現(xiàn)了數(shù)據(jù)域測試儀器。
數(shù)據(jù)域測試儀器按其功能可分為節(jié)點測試器、邏輯分析儀和開發(fā)系統(tǒng)。其中節(jié)點測試器是以節(jié)點數(shù)據(jù)為測試對象，用于診斷節(jié)點開路、短路和橋接等故障；邏輯筆、邏輯監(jiān)視器、邏輯比較儀、邏輯脈沖發(fā)生器、電流故障尋檢器、特征分析器等屬于這一類；它們的特點是結構簡單、使用方便。邏輯分析儀以總線概念為基礎，能同時對多個節(jié)點進行測試。邏輯定時分析儀、邏輯狀態(tài)分析儀、邏輯分析儀、邏輯分析系統(tǒng)、智慧邏輯分析儀、單片邏輯分析儀、攜帶型邏輯分析儀、虛擬邏輯儀等屬于這類；其特點是具有足夠的輸入通道、超前觀測能力、多種觸發(fā)方式、存儲能力、多功能顯示方式和比較能力，結構由捕獲和數(shù)據(jù)顯示兩大部分組成。開發(fā)系統(tǒng)是對自動測試、自動控制、數(shù)字通信、智能儀器等各種帶有微處理器的數(shù)字系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)域測試的多功能儀器，它不僅具有調試系統(tǒng)硬件、軟件的各種功能，還能進行即時仿真；專用微機開發(fā)系統(tǒng)、通用微機開發(fā)系統(tǒng)、多功能邏輯開發(fā)系統(tǒng)都屬于這一類產品。
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